SF₆气体密度和微水在线监测装置的制作方法

专利名称：SF₆气体密度和微水在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在线监测SF6气体密度和微水含量的装置，特别适合于长期稳定监测高压设备绝缘气体SF6的气体状态。
背景技术：
SF6气体作为一种重要的绝缘介质，因其良好的绝缘性能和灭弧性能，被广泛地用于高压电器设备中。但是设备中SF6气体的密度、湿度和温度三项物理指标是否处于额定范围之内，影响着该设备的安全运行状态。电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须定期对SF6气体的密度和含水量进行检测。目前通用的监测方式为离线式的微水检测和机械表式的密度监测。SF6微水离线监测常采用露点仪进行定期检测。定期检测方法存在如下3点缺陷 一是不能实时反映设备运行状态和动态变化，不能实现设备的状态检修和真正意义上的电力配网自动化。二是测量受环境温度限制。不同的环境温度，测量范围不同，北方冬季和南方的夏季不适于作现场测试。由于受到气候和环境温度的影响，露点仪的检测的数据仅可参考。三是测定过程费时、费事、费气测试时需长时间排放SF6气体，由于取样管线含有湿气，测量前至少需用10分钟吹干取样管线，一个完整准确的测试约需10分钟左右。按标准取样气体流量，即30 40L/h计算，一次测试需要排放SF6气体约4升。因此在完成测试后需补充SF6气体。现阶段也有采用在线监测的方式测定SF6W微水和密度。如中国专利 (ZL200920071936. 8和ZL200820023175. 4)所述，一般由采样气室和通气接口组成，在采样气室安装有压力、温度和微水传感器。采样气室体积一般远远小于设备气室的体积，而且采样气室常处于孤立点和死角，两个气室之间的气体没有得到充分交换，使得测定数据也不能真实地反应设备SF6气体的实际状态。另外，取样室的部件较多，外围水分对内部的影响以及取样室材料本身的含水量随温度变化对测试结果的影响也较大。因此目前现有的密度微水在线监测系统测量结果偏差极大，不可信；导致许多安装上的系统形同虚设，没有起到应有的功能。很多系统又被从设备中退出运行。

实用新型内容本实用新型提供一种SF6气体密度和微水在线监测装置。对现有SF6密度微水在线监测设备做了很大的改进，提高了在线监测数据的准确性。本实用新型提供的SF6气体密度微水在线监测装置，包括采样气室和通气接口，采样气室内有露点传感器、温度传感器和压力传感器；露点传感器、温度传感器和压力传感器采用插拔式连接到采样气室，可以方便传感器的定期维护和校正，传感器与采样气室壁之间有密封圈。露点传感器、温度传感器和压力传感器与信号处理电路连接。信号处理电路处理的数据通过LCD显示屏实时显示测定的密度和微水含量。通气接口与监测设备的充气口连接，通过锁紧螺母将其紧密连接。为促进采样气室和设备气室之间SF6气体的充分交
3换，在采样气室外壁的底部和两侧均设有半导体制冷片，对采样气室制冷或加热，造成与设备气室的温度差，促进气体在两个气室之间的流动和交换。在通气接口中还设有一束毛细管，毛细管的采样气室端不规则的分布于采样气室的各个不同位置，在气体因温差流动时， 可以在两气室之间通过毛细管和中间的通气接口建立Si^6气体的微循环。采样气室采用钛合金材质。所述的在线监测装置还有RS-485通讯接口，可将监测数据实时上传至监控中心。为方便对监测设备进行SF6气体的补充，在本监测装置与通气接口相对的一侧还设有充气接口。本实用新型通过对采样气室加热或制冷造成与设备气室的温度差，促进SF6气体通过通气接口及连接采样气室和设备气室的毛细管，在两个气室之间形成微循环，解决了现有在线监测设备因两个气室缺乏足够气体交换，测定的数据不能真实地反映设备中SF6 的状态的缺陷。利用本实用新型提供的在线监测装置可以保证监测的准确性和真实性，可以真正实现SF6气体状态的在线监测。

图1为本实用新型提供的SF6密度和微水在线监测装置的示意图。
具体实施方式

以下结合附图与具体实例进一步说明本实用新型的实施方式。本领域的技术人员可由本说明所揭示的内容了解本实用新型的特征和优点。本实用新型也可以通过其它不同的具体实例加以实施和应用。如图1所示，本实用新型提供的SF6密度和微水在线监测装置，由采样气室1和通气接口 2组成，采样气室内安装有温度传感器5、压力传感器6和露点传感器7，温度传感器 5、压力传感器6和露点传感器7以插拔式接入采样气室，传感器与采样气室壁间有密封圈。 采样气室的底部和两侧均设有半导体制冷片9，半导体制冷片9与控制器连接，接收控制器的信号对采样气室壁加热或制冷。通气接口 2连接采样气室和SF6绝缘设备气室，通气接口 2内设有单向阀3，通气接口 2通过锁紧螺母4与SF6绝缘设备气室的充气口紧密连接。通气接口内还设有一束毛细管8，毛细管一端通向采样气室的各个位置。温度传感器5、压力传感器6和露点传感器7与信号处理电路连接，处理后的数据通过IXD显示屏10实时显示监测的SF6气体密度和微水含量。与通气接口相对的一侧还设有充气接口 11，可以在需要时通过采样气室1和通气接口 2对监测设备进行气体的补充。当该监测仪接入被监测设备时，采样气室与设备内的5&气室接通。控制器控制半导体制冷片9在每天特定的时间段对采样气室壁进行交替加热或制冷。采样气室1外壁温度降低时，内部的气体温度也降低，根据气体状态方程，体积不变，压强就会成比例下降。这样SF6气体就从设备气室沿圆形管道作层流运动，流向采样气室。由于连接两个气室的通气接口 2的直径远大于毛细管8，且其长度也小于毛细管，而中间的毛细管直径小，摩擦阻力大，气体在通气接口的流量远大于毛细管，导致采样气室毛细管出口处，会形成局部的压强增加。致使采样气室内的气体通过毛细管进入设备气室。反之，当半导体制冷片9加热时，采样气室外壁温度升高，导致SF6气体从采样气室流向设备气室，而且通气接口流量远大于毛细管，导致设备气室毛细管出口处形成局部的压强增加。致使内设备气室的气体通过毛细管进入采样气室。这样就可以在采样气室和设备气室之间形成SF6气体的微循环。 而且，当半导体制冷片9停止制冷或加热后，由于采样气室和设备气室体积差异显著、材质也不同，在每日的气温变化过程中，气室与环境之间的热量交换存在差异，导致采样气室和设备气室内的温度在不同时段均存在一定差异，利用这种自然地温差，SF6气体也可以在采样气室和设备气室之间利用毛细管8和通气管道2建立气体的微循环。毛细管在采样气室端的开口不规则的分布于采样气室的不同位置，这样利用这种气体微循环可以充分的让两个气室之间的气体进行交换，采样气室内的温度、压力和露点传感器测定的数据就能真实地反应设备内的SF6气体密度和微水状态。 为方便对监测设备进行SF6气体的补充，在本监测装置与通气接口相对的一侧还设有充气接口 11。可以在需要时通过采样气室1和通气接口 2对监测设备进行气体的补充。
权利要求1.一种SF6气体密度和微水在线监测装置，包括采样气室和通气接口，所述的采样气室内有露点传感器、温度传感器和压力传感器，所述的通气接口与监测设备的充气口连接，通过锁紧螺母将其紧密连接，其特征在于通气接口内设有一束毛细管，毛细管的采样气室端不规则的分布于采样气室的各个不同位置。
2.如权利要求1所述的SF6气体密度和微水在线监测装置，其特征在于所述的采样气室底部和两侧均装有半导体制冷片，控制器控制制冷片在特定的时间段对采样气室壁进行交替制冷或加热。
3.如权利要求1所述的SF6气体密度和微水在线监测装置，其特征在于所述的露点传感器、温度传感器和压力传感器以插拔方式与采样气室连接，传感器与气室壁之间设有密封圈。
4.如权利要求1所述的SF6气体密度和微水在线监测装置，其特征在于所述的采样气室由钛合金制造。
专利摘要本实用新型提供一种SF6气体密度和微水在线监测装置，包括采样气室和通气接口，所述的采样气室内有露点传感器、温度传感器和压力传感器，所述的通气接口与监测设备的充气口连接，通过锁紧螺母将其紧密连接。采样气室外设有半导体制冷片，在通气接口内还设有一束毛细管连接采样气室和监测设备气室，制冷片制冷和加热造成的温差可以促使SF6气体通过通气接口和毛细管在采样气室和监测设备气室之间充分交换。该监测装置真正实现了SF6气体状态的在线监测，解决了现有在线监测设备因气室之间气体缺乏交换，测定值不准确的缺陷。
文档编号G01N1/22GK202141628SQ20112015182
公开日2012年2月8日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者李军远, 李国兴, 章啸 申请人:北京兴泰学成仪器有限公司, 黑龙江省电力科学研究院